рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Процесс заряда конденсатора от источника постоянного напряжения

Процесс заряда конденсатора от источника постоянного напряжения - раздел Электротехника, Электротехника и основы электроники   Заряд Емкости Через Сопротивление А) Схема; Б) Эпюры...

 

Заряд емкости через сопротивление

а) схема; б) эпюры напряжений

 

 

 

После замыкания ключа К начинается заряд конденсатора с и в цепи протекает ток заряда i.

По II закону Кирхгофа:

ir+uc –u=0; отсюда i=u-uc/r ;

В то же время

i= c duc/dt

Приравняв выражение для токов, имеем:

uc=rc* duc/dt +uc

Решение этого дифференциального уравнения:

uc=u(1-e-t/τ )

 

 


где τ=rc – постоянная времени цепи

[Ом*с/Ом ] =[с]

i=u/r*e-t/τ =Iосн e-t/τ

 

 


Нарастание напряжения на емкости до 95%. Остальные максимальные значения n стадий тока до 5% от начального значения происходит по экспоненте за время t=3τ, т. е. процесс заряда инерционен и зависит от параметров цепи.

Рассмотрим цепь, в которой конденсатор подключен к источнику синусоидальной ЭДС.

 

 

 

а) схема б) временный график

В первую четверть периода напряжение uc возрастает, du/dt>0 , i>0; при этом положительные направления i и uc совпадают, энергия источника переходит в энергию поля конденсатора, который накапливает энергию

Wc =(cucm ) 2 /2.

Во вторую четверть периода напряжение убывает, du/dt<0 , i<0; ток изменяет направление, и энергия поля конденсатора возвращается в источник.

В следующую половину периода ток изменяет, и процесс накопления и возврата энергии конденсатором повторяется.

Следовательно, в цепи с идеальной емкостью (при отсутствии активных потерь) происходит непрерывный обмен энергией между источником и полем конденсатора без потерь.

Соединение конденсаторов

 

Параллельное соединение конденсаторов.

Здесь конденсаторы находятся под общим напряжением u, а общий заряд, который они получают от источника:

 

 

Поэтому

Параллельное соединение конденсаторов применяют для увеличения общей емкости.

 

Последовательное соединение конденсаторов.

В этом случае заряды, получаемые конденсаторами, одинаковы, т.к. через них протекает один и тот же ток.

 

 

Поэтому: C3=q/u1+u2+...+un=q/(q/C1)+(q/C2)+...+(q/Cn)=1/(1/C1)+(1/C2)+...+(1/Cn)

Если С12=…=Сn ; то С3=С/n .

Последовательное соединение конденсаторов применяют в случае, когда допустимое напряжение одного конденсатора меньше напряжения источника.

Индуктивный элемент

 

Индуктивный элемент в цепи синусоидального тока характеризуется наличием изменяющегося магнитного поля, создаваемого этим током, интенсивность которого может быть оценена магнитным потоком Ф, выражаемым в веберах [Вб] или [В*с]

 

Сумма магнитных потоков отдельных витков катушки индуктивности называется потокосцеплением.

 

 

 

где: W – количество витков катушки индуктивности;

Если магнитные потоки всех витков одинаковы, то

 

 

С другой стороны, потокосцепление:

 

 

где L – индуктивность, представляющая собой в данном случае коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током, вызывающим его:

 

Единица индуктивности – генри; дольные единицы милли-, микрогенри [мГн], [мкГн].

Наведение ЭДС в катушке индуктивности при изменении потокосцепления называется самоиндукцией.

Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС самоиндукции определяется скоростью изменения потокосцепления, взятая с обратным:

 

 

 

Следовательно, индуктивность может быть также определена как коэффициент пропорциональности между скоростью изменения тока в катушке и наводимой при этом ЭДС самоиндукции.

Знак «-» означает, что ЭДС самоиндукции препятствует причине, вызывающей её.

 

 

 

 

 

Работа катушки индуктивности в цепи синусоидального тока:

а) схема б) временный график

Действительно, если катушку индуктивности подключить к источнику синусоидальной ЭДС, то:

В первую четверть периода ток возрастает (di/dt>0) и ЭДС самоиндукции еl<0, направлена навстречу току и препятствует его увеличению.

При этом энергия источника переходит в энергию магнитного поля катушки:

 

 

Во вторую четверть периода ток убывает (di/dt<0) и ЭДС самоиндукции еl>0, т. е. совпадает с направлением тока, препятствуя его уменьшению;

При этом энергия магнитного поля катушки возвращается в источник. Следовательно, в цепи с идеальной катушкой индуктивности (т.е. при отсутствии активных потерь) происходит непрерывный обмен энергией между источником и магнитным полем катушки без потерь.

Напряжение на катушке индуктивности равно по величине и противоположено по направлению ЭДС индукции:

ul=-el

Рассмотрим процесс увеличения силы тока в цепи с индуктивностью и активным сопротивлением при подключении постоянного напряжения.

 

 

 

 

Увеличение силы тока в цепи, содержащей индуктивность и активное сопротивление:

а) схема; б) временный график

 

 

При замыкании ключа К в цепи начинает протекать ток. Составим уравнение по II закону Кирхгофа для данной цепи:

ir-el-u=0; i=u+ei/r;

el=-L di/dt; u=ir+L di/dt.

Решение этого дифференциального уравнения имеет вид:

i=Iуст(1-е-t/τ )

 


Iуст=u/r – установившийся ток по окончании переходного процесса.

τ=L/r [Ом*с/Ом]= [с] - постоянная времени цепи.

Из временного графика видно, что нарастание тока до 95% установившегося значения Iуст=u/r происходит по экспоненте за время t=3 τ.

Спад тока в цепи до 5% от установившегося значения также происходит по экспоненте за время t=3 τ.


Лекция №5

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Электротехника и основы электроники

Электротехника и основы электроники.. Введение.. Электротехника наука о техническом использовании электричества и магнетизма в народном хозяйстве..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Процесс заряда конденсатора от источника постоянного напряжения

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Электрическая цепь и ее элементы
Электрическая цепь – это совокупность соединенных друг с другом источников эл. энергии и ее приемников, по которым может протекать эл. ток. Для удобства описания, анализа и расчета эл. цеп

Э.д.с., напряжение, ток и их условные положительные
Направления Рис.1.7 Схема, иллюстрирующая положительные направления э.д.с., тока и напряжения в цепи. В источнике эл. энергии существует силовое поле, под

Источники эл. энергии и схемы их замещения
В качестве источников эл. энергии рассматриваются источники ЭДС и источники тока. Идеальный источник ЭДС имеет нулевое внутреннее сопротивление Ri и, следовательно, неизменное н

Основные законы электрических цепей.
Соотношение между ЭДС, токами, напряжениями и сопротивлениями подчиняются закону Ома, первому и второму законам Кирхгофа.   Рис.1.13. Схема замкнутой цепи, содержащей

Лекция №2
1.1.8. Эл. Энергия и мощность в цепях постоянного тока В цепях постоянного тока эл. энергия, вырабатываемая источниками, равна энергии, потребляемой приемниками.

Электрические цепи, содержащие соединения приемников
треугольником и звездой.   Рис.1.21. Схема эл. цепи, содержащей соединения сопротивлений треугольником и звездой.   а) б

Методы расчета электрических цепей постоянного тока
А. Метод непосредственного применения законов Кирхгофа.   Рис.1.25. 1. Определяем количество ветвей в=3, узлов у=2, независимых контур

Способы соединения источников электрической энергии.
А. Последовательное соединение источников Рис.1.32.     Пусть имеется n последовательно соединенных источников , , которые надо заменить

Условие передачи максимальной мощности источника во внешнюю цепь.
Рис.1.34. Рассмотрим цепь (рис.1.34.), в которой может меняться от 0 до ток в этой цепи   Мощность в нагрузке   В режи

Действующее значение синусоидальных ЭДС, тока и напряжения.
  Мгновенное значение синусоидального тока: i=Imsin(ωt+Ψi) При ωt+Ψi)=π/2 i=Im

Методы описания и представления синусоидального тока, ЭДС и напряжения
Представление синусоидального тока в виде вращающегося вектора: а) декартова плоскость; б)комплексная плоскость.   Синусоидальные токи, ЭДС и напряжения мож

Назначение и принцип действия трансформатора.
Трансформатор – устройство, для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в другое той же частоты. Принцип действия основан на законе эл.-магн. индукции, согл

Холостой ход трансформатора.
Холостым ходом называется режим работы трансформатора, когда его первичная обмотка подключена к внешнему источнику, а вторичная разомкнута (рис. 1.82).     Р

Нагрузка трансформатора.
Рассмотрим режим нагрузки трансформатора (рис. 1.83), когда вторичная обмотка замкнута на нагрузочное сопротивление Zн и по ней протекает ток I2.   Р

Потери мощности и КПД трансформатора.
    P1 –мощность, потребляемая трансформатором от сети. P2 –мощность, отдаваемая в нагрузку.

Полевые транзисторыс управляющим p-n переходом
И З Конструкция полевого транзистора с

Решим систему уравнений графически.
ВАХ R к – линия нагрузки или динамическая характеристика постоянного тока Iк = f (Iб) – переходная характеристика на которой удобн

Специфич недост который определяет нижний предел усиливаемого U.
С течением времени измен токи транзисторов и напряж на их электродах → наруш компенсация пост составл U, на выходе усилите появляется пост U при Uвх = 0.

Для уменьшения нелинейных искажений применяют контуры с высокой добротностью ., вводят ООС.
Изменяют частоту колебаний, изменяя С - в схеме индуктивной трёхточки, L – в схеме ёмкостной. Чаще применяется индуктивная трёхточка, в качестве С применяют варика

В. называется устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток.
Структурная схема маломощного источника питания   Тр   В

В зависимости от типа фильтрующего элемента различают
- емкостные - индуктивные - электронные фильтры. По количеству звеньев – однозвенные и многозвенные.

Внутреннее сопротивление стабилизатора Riст. позволяет опред. падение U на стабилизаторе.
- характеризует потери в стабилизаторе.Pп – потерь. Параметрический стабилизатор U и I    

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги